作者gitpharm (GitPharm01)
看板Mechanical
标题[讨论] 复刻一具斯特林引擎成本(文长!图多!
时间Thu May 11 13:01:03 2023
我有个构想需要斯特林引擎来实现,但我本身没有金属加工的知识背景和技能,
为了让估价更加准确,我找了一个有完整设计图的微型斯特林引擎,
另外又用Blender3D按照设计图建立了所有零件的模型,
想请版上的各位先进估算一下复刻以这个设计的大概成本,
照片TSE - 03
https://drive.google.com/file/d/1plswJiTWfr5fhJOvXFeMYHwzQ49DHIGY/view?usp=sharing
组装图
https://drive.google.com/file/d/1_31fI7Vd5jWxa9aQ_5oDHHH-sjzxfp9r/view?usp=sharing
全体图in Blender
https://drive.google.com/file/d/1Oc6cAoeaniusrYCg2qyelrc5l7fmZ5Mv/view?usp=sharing
https://drive.google.com/file/d/1mjhaXOQonOlT2ja9WDxsWOCtEkFgNdz-/view?usp=sharing
包括螺丝在内总共只有16种零件
~~~[铝制零件]~~~
编号01 汽缸外罩:
图片上的英文"megical syringer"是误字,原本是要说medical syringe医用针筒的。
在一根直径50mm长33mm的铝圆柱上面钻孔,应该只需要钻床作为加工手段,
pic1:零件加工图
https://drive.google.com/file/d/1tWgdoPq9H5pjyyoR5MyfHQiasxeaUEZf/view?usp=sharing
pic2:两个汽缸槽之间会被一个3.5mm的钻孔连通
https://drive.google.com/file/d/1nIOwulTMpKUMTZ7aQ9mkz77uJ9dkEOpS/view?usp=sharing
pic3:用透视的方式看得比较清楚两个汽缸槽连通的状况
https://drive.google.com/file/d/1PygT2hNZq0trRZEJMOkex8lIrTVRt7IC/view?usp=sharing
编号03 支架:
非常简单的零件,用切割和钻孔工具就可以了
https://drive.google.com/file/d/1L6pe-pLfmxYvMKMNEBOVJPMF9ob5bwdn/view?usp=sharing
~~~[不锈钢制零件]~~~
编号02 加热器:
不锈钢制作的加热器
可能需要先後使用铣床和钻床来处理一根直径29mm长32mm的钢质圆柱体,
虽然结构简单但是或许会有些麻烦?
https://drive.google.com/file/d/1yutxGCAoEmSTHHU1oqBw9A7sVW9t3i9u/view?usp=sharing
~~~[铁制零件]~~~
编号08 曲柄:
用一根线径1.8mm的铁线弯折而成
https://drive.google.com/file/d/1h_Rra1u-7SyHJ3hG1AuLrm739vrCRswj/view?usp=sharing
编号09 活塞插销
同样使用1.8mm的铁线制作,需要两个
https://drive.google.com/file/d/15YwgLM7ss5jaMwkRXHGMmNniGNkTsVGd/view?usp=sharing
编号16 铁丝
只是一条用来锁住飞轮的0.5mm线径铁丝
~~~[玻璃材质]~~~
编号05 汽缸
一共需要两个
由3cc玻璃针筒切割而成,目前找不太到这个容量的针筒,
可能要用5cc针筒(网购价70-80元一个)代替,连带需要修改零件编号01-汽缸外罩的部
位,
https://drive.google.com/file/d/1DjtXvTNdUi64ZzN0j0ofIFRq_VygLjeP/view?usp=sharing
编号06 热端活塞
和汽缸一样是由同一附玻璃针筒切割而成的,长度较长
https://drive.google.com/file/d/1mtwjQdHDvikHHguGnj4-ONON2pOEhDtV/view?usp=sharing
编号07 冷端活塞
和汽缸一样是由同一附玻璃针筒切割而成的,长度较短
https://drive.google.com/file/d/1xge_qv2ewtx0ykX8-39b9NN2xC4qmzI1/view?usp=sharing
~~~[黄铜材质]~~~
编号04 飞轮:
在一个直径40mm长10mm的黄铜柱体上面钻三个洞就搞定了,
或许用铝也可以?
https://drive.google.com/file/d/1C09JEurWknE6YxOf6iYtoGW4q2M4805L/view?usp=sharing
~~~[铁氟龙材质]~~~
编号10 连杆
一共需要两个,负责传递活塞的动力,使用铁氟龙的原因可能是为了耐热和比铝加工便宜
https://drive.google.com/file/d/1EqxFb90Dyybm7NicttUGWX8SstHBT3d2/view?usp=sharing
~~~[矽橡胶材质]~~~
编号11 垫片
夹在汽缸外罩(编号01)与加热器(编号02)之间,避免工作气体从两者的缝隙之间逸散
,
https://drive.google.com/file/d/18CEEX2uQNNHP0UBmIafUMWviG5B1V_S-/view?usp=sharing
编号12 垫片
在汽缸外罩连通两个汽缸槽的3.5mm孔洞在靠外侧的位置会被扩大成4mm<
由一个M4螺丝封住这个孔洞,
一个小垫片可以进一步确保工作气体不会通过这个m4螺丝洞逃出。
https://drive.google.com/file/d/1xQ3SrguG32X1ElIpkBMbo33gqJOjjBN-/view?usp=sharing
编号13~15是一些公制螺丝,可以轻松买到现成的产品
最後是组装的操作建议:
https://drive.google.com/file/d/15RnmMMBPU4-7GsLzyMuB4Wtv1GilX9bZ/view?usp=sharing
A: 使用矽胶胶水把一个玻璃汽缸(编号05)黏着在汽缸外罩(编号01)的冷端那一边的
汽缸槽里,
B: 使用矽胶胶水封死汽缸与汽缸外罩之间的缝隙,尽可能避免工作气体渗漏。另外在热
端重复A到B的步骤,热端玻璃汽缸并不是在加热器(编号02)那边,而是被黏在和冷端汽
缸同样的高度位置。
C: 先把两对连杆(编号10)与活塞插销(编号09)结合,接下来把活塞底部开口用矽胶
胶水黏上活塞插销(编号09),安装活塞(编号06与07)进到汽缸内,
D:把曲柄(编号08)穿过两个连杆(编号10),然後再把两旁的支架(编号03)拿出来,
先让曲柄穿过支架的孔再用螺丝把支架锁在汽缸外照上面,
最後把飞轮安装到曲柄的末段,
E:进行曲柄末端的弯折後把飞轮用一根短铁丝(编号16)固定在上面。
------------------------------
这具引擎的原作者是一位日本的研究者,他在二十几年前左右发表了这个设计,
目的是用在大学机械相关科系的实习教学,号称可以在一小时内制作完成。
这个应用斯特林引擎的构想需要的引擎动力不需要太大。
它的目的不是解决世界能源危机之类的伟业。
只是试图减轻一种台湾特有的空气污染问题,成功推广的话还可以节省一点政府的人力支
出和燃油消费。
--
※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc), 来自: 125.230.91.103 (台湾)
※ 文章网址: https://webptt.com/cn.aspx?n=bbs/Mechanical/M.1683781274.A.54F.html
1F:推 lisn0814: 这直接市面上买成品就好 ,史特林引擎模型 05/11 15:38
2F:→ chinnez: 这些东西哪有可能1小时就做出来啊 组装的话还差不多咧 05/12 09:57
3F:→ chinnez: 斯特林引擎只是非常古早时代蒸汽动力的应用而已 ,动力 05/12 10:02
4F:→ chinnez: 还不是也来自石化燃料 效率还差汽油引擎一大节 05/12 10:02
5F:→ chinnez: 不然你以为蒸汽火车为什麽会作古几十年了啊 05/12 10:07
6F:→ gitpharm: 斯特林引擎的动力来源并不局限於石化燃料,只要有温度差 05/12 12:22
7F:→ gitpharm: 就能作动,无论是生质燃料到太阳热能都可行 05/12 12:24
9F:→ gitpharm: 斯特林引擎的发展充满各种挫折和挑战,不过仍有许多团队 05/12 12:29
10F:→ gitpharm: 持续在努力突破,最近几年日本方面有研究者用布雷顿循环 05/12 12:33
11F:→ gitpharm: 来克服一些基本的问题,热效率已经达到32% 05/12 12:35
12F:→ gitpharm: 目前网路上只有英文和日文的网页有它的纪录和研究报告 05/12 12:37
14F:→ gitpharm: 不过我并没有妄想要去挑战最尖端的研究,只是需要一个 05/12 12:40
15F:→ gitpharm: 『只要靠着两百到四百度的热能就能动』的引擎而已 05/12 12:41
16F:→ gitpharm: 非常感谢楼上两位前辈针对实务层面的指教,但我还是想要 05/12 12:47
17F:→ gitpharm: 了解金属加工在台湾目前的成本和报价方式 05/12 12:48
18F:→ tyf99: 斯特林引擎就欠缺消费产品最重要的商用价值啊 05/12 13:12
19F:→ tyf99: 一台100马力的车,用斯特林引擎做起来会多巨大? 05/12 13:12
20F:→ tyf99: 上面顶着个大飞轮,这种车子真做出来你会买? 05/12 13:13
21F:→ tyf99: 没有商用价值,顶多就放在博物馆让人瞻仰罢了 05/12 13:14
22F:推 newforte: CAD丢到热流软体 模拟一下就有结果了 05/12 19:48
23F:推 choral: 编号10的铁氟龙加工会比铝贵1-2倍 05/12 20:58
24F:推 choral: 你的设计其实都用铝材也行 05/12 21:08
25F:→ gitpharm: 感谢choral大的回覆,我也觉得尽可能降低使用材料的种类 05/13 08:52
26F:→ gitpharm: 可以节省不少成本, 05/13 08:53
27F:推 ge9487: 数量决定价格 05/13 09:10